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ISC-Cloud-Conference 2012

Im Kielwasser des Higgs-Bosons: "Helix Nebula – the Science Cloud"

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17.08.2012

Im Vorfeld der ISC-Cloud-Conference, die am 24. und 25. September 2012 in Mannheim stattfindet, sprechen drei Referenten über das Cloud-Computing-Projekt "Helix Nebula – the Science Cloud".

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Das im März 2012 angekündigte paneuropäische Cloud-Computing-Projekt "Helix Nebula – the Science Cloud" ist eine Zusammenarbeit von ausgewählten IT-Dienstleistern und drei führenden Forschungseinrichtungen – CERN, der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und dem Europäische Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL). Die derzeit laufende zweijährige Pilotphase unterstützt sowohl die Suche nach dem Higgs-Boson als auch die Forschung in den Bereichen Molekularbiologie und Erdbeobachtung.

In Vorbereitung auf ihre kommende Keynote-Rede bei der ISC-Cloud-Conference, die am 24. und 25. September 2012 in Mannheim stattfindet, erläutern Vertreter aller drei Forschungszentren ihre Sichtweisen auf das Projekt und geben einen Überblick über die kommenden Entwicklungen. Der Vorsitzende der ISC-Cloud-Conference, Prof. Dr. Wolfgang Gentzsch, sprach mit Dr. Bob Jones von CERN in Genf, Dr. Rupert Lück vom EMBL in Heidelberg und Dr. Wolfgang Lengert von der ESA in Rom.

Wolfgang Gentzsch: Seit über einem Jahrzehnt entwickelt und verfeinert CERN kontinuierlich ihre dezentrale IT-Infrastruktur für die Auswertung der Ereignisse im Rahmen der Partikel-Physikexperimente im Large-Hadron-Collider, die oft als Worldwide-LHC-Grid bezeichnet wird. Jetzt hat CERN "Helix Nebula – the Science Cloud" mitinitiiert. Wo liegt der Unterschied zu den bisherigen Infrastrukturen der CERN?

Bob Jones: Das sehr erfolgreiche Worldwide-LHC-Computing-Grid spielt bei der Arbeit an den LHC-Experimenten eine entscheidende Rolle. Bei diesen Experimenten wird versucht, ein dem lange gesuchten Higgs-Boson entsprechendes Teilchen zu beobachten [siehe CERN-Pressemitteilung]. Das LHC-Grid besteht aus öffentlich verwalteten Rechenzentren. Helix-Nebula ist eine öffentlich-private Partnerschaft, bei der öffentliche Forschungsorganisationen, wie CERN, ihre wissenschaftlichen Anwendungen auf kommerziell verwalteten Cloud-Diensten ausführen.

Wolfgang Gentzsch: Inwiefern wird die ESA von der Helix-Nebula-Infrastruktur profitieren?

Wolfgang Lengert: Diese Infrastruktur wird als Plattform für die Verwertung wissenschaftlicher Daten genutzt werden. Zu Beginn wird dabei die Erforschung von Erdbeben und Vulkanen im Mittelpunkt stehen, womit GEO [http://www.earthobservations.org] auf dem gemeinnützigen Gebiet der Naturkatastrophenforschung unterstützt werden soll. Die auf der Helix-Nebula-Infrastruktur gehostete Plattform wird einen einfachen Zugriff auf große Datenmengen (zu Beginn hauptsächlich ESA-EO-Daten, aber auch in situ), Tools (open-source und kommerziell), Modelle und eine Kollaborationsplattform ermöglichen, was eine optimale Nutzung der ESA-Weltraumdaten und anderer Daten erlauben und so die Forschung fachübergreifend vorantreiben wird. Sie wird die Verwertung der historischen Missionen der ESA fördern – ERS und Envisat mit 20 Jahren kontinuierlich erfasster Daten aus der Beobachtung von Ozeanen, Landmassen, der Kryosphäre und der Atmosphäre –, für die aufgrund der enormen Datenmengen eine Ansiedlung der Rechenkapazitäten und Tools direkt bei den Daten erforderlich ist.

Wolfgang Gentzsch:Inwiefern wird das EMBL von der Helix-Nebula-Infrastruktur profitieren?

Rupert Lück: Das EMBL baut auf Helix-Nebula auf, um ein Portal für umfangreiche Cloud-unterstützte Genom-Analysen zu entwickeln. Die Analyse von großen und komplexen Genomen wird eine tiefere Einsicht in die Evolution und die biologische Vielfalt hinweg über eine weite Spanne von Organismen ermöglichen. Hierbei fallen jedoch enorme Mengen von Sequenzdaten an, die Wissenschaftler innerhalb weniger Tage erzeugen. Für viele Labore stellt das eine Herausforderung dar, weil das Datenmanagement und die Datenanalyse moderne Hochleistungs-IT-Infrastrukturen sowie Bioinformatik-Kenntnisse voraussetzen. Die neuartige Cloud-basierte Pipeline für Ganzgenomsequenzierung und -annotation des EMBL bringt Schlüsselkenntnisse aus der Datenproduktion und Bioinformatik sowie IT-Teams aus dem EMBL-Hauptquartier in Heidelberg und EMBL‘s europäischem Bioinformatikinstitut in Hinxton, Großbritannien, zum Einsatz. Durch die On-Demand-Bereitstellung der richtigen Infrastruktur wird es Wissenschaftlern am EMBL und aus aller Welt so möglich sein, die Daten-Herausforderung zu bewältigen.

Mit der Helix-Nebula will EMBL außerdem die Anwendung der Vorteile des Cloud-Computings auf andere Schlüsseltechnologien in der Forschung untersuchen, wie z. B. die Hochdurchsatzmikroskopie, die für die Forschungseinrichtung eine weitere Big-Data-Herausforderung darstellt.

Über die grundlegende Forschung hinaus könnte die groß angelegte Genomanalyseplattform sicherlich für die Forschung in den Bereichen der Medizin und der Pharma- und Agrarindustrie attraktiv sein und könnte hierfür weitergehend angepasst werden. Das Cloud-Computing-Modell bietet in jedem Fall die Leistung und Skalierbarkeit, um diesen Dienst einer größtmöglichen Nutzerzahl zugänglich zu machen.

Wolfgang Gentzsch: Welche Rollen spielen andere Partner in dem Projekt?

Wolfgang Lengert: Unter den anderen Partnern sind kommerzielle Cloud-Dienstleister, die die Infrastruktur aufbauen und SMEs, die auf die Entwicklung und Integration von Cloud-basierten Diensten spezialisiert sind.

Wolfgang Gentzsch: Ist Helix-Nebula eine Infrastruktur für die Forschung oder wird die Industrie in irgendeiner Art und Weise beteiligt sein?

Rupert Lück: Die Infrastruktur, die sich derzeit im Aufbau befindet, gehört der Industrie und wird von dieser betrieben.

Wolfgang Gentzsch: Wo sehen Sie Helix-Nebula in fünf Jahren?

Bob Jones: Angenommen die Pilotphase verläuft erfolgreich, so erwarten wir, dass Helix-Nebula mehr kommerzielle Cloud-Dienstleister und öffentliche Organisationen als Nutzer hinzugewinnen wird. Die Vision und die Ziele werden im Strategieplan [PDF] erläutert.

Mehr Informationen über die Veranstaltung, bei der Dr. Bob Jones, Dr. Rupert Lück und Dr. Wolfgang Lengert diese Themen detaillierter besprechen werden, sind auf der ISC-Cloud'12-Website verfügbar.

(Das Interview wurde von dem elektronischen Magazin "HPC in the Cloud" übertragen.)

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